Trirutenio dodecacarbonile
# Trirutenio dodecacarbonile

Il trirutenio dodecacarbonile è il composto chimico cluster con formula $Ru_3(CO)_{12}.$ È l'unico carbonile binario stabile del rutenio. In condizioni normali è un solido arancione, insolubile in acqua ma solubile in solventi organici non polari. Disponibile in commercio, viene usato come precursore per la sintesi di altri composti organometallici di rutenio.

## Struttura

$Ru_3(CO)_{12}$ cristallizza con struttura cristallina monoclina, gruppo spaziale $P2_{1/c},$ con costanti di reticolo a = 811 pm, b = 1477 pm, c = 1533 pm e β = 110,6°, quattro unità di formula per cella elementare. Nella struttura sono presenti unità molecolari con simmetria $D_{3h},$ formate da un triangolo pressoché equilatero di atomi di rutenio; la distanza media Ru-Ru è di 285 pm. Ogni atomo di rutenio è legato a quattro leganti CO, due in posizione assiale e due in posizione equatoriale. La struttura è analoga a quella di $Os_3(CO)_{12},$ mentre in $Fe_3(CO)_{12}$ due CO sono legati a ponte e la simmetria diventa $C_{2v}.$

## Sintesi

Il cluster fu sintetizzato per la prima volta nel 1936 da Wilhelm Manchot e Wilhelm J. Manchot, attribuendogli però erroneamente la formula $Ru_2(CO)_9.$ Nel 1961 Eugene R. Corey e Lawrence F. Dahl evidenziarono che la formula corretta era $Ru_3(CO)_{12}.$

Il composto si ottiene trattando soluzioni di tricloruro di rutenio con monossido di carbonio, in genere sotto pressione. La stechiometria della reazione non è nota con certezza; una possibilità è la seguente:

    ${\ce {6RuCl3 + 33CO + 18CH3OH -> 2Ru3(CO)12 + 9CO(OCH3)2 + 18HCl}}$

## Reattività

$Ru_3(CO)_{12}$ è un solido arancione stabile all'aria, ed è il più stabile dei carbonili binari del rutenio. Sono noti anche i composti $Ru(CO)_5$ e $Ru_2(CO)_9,$ che nel tempo tendono a trasformarsi in $Ru_3(CO)_{12}.$ Ad esempio, $Ru_3(CO)_{12}$ sotto pressione di CO si converte nel monomero rutenio pentacarbonile; quest'ultimo è però meno stabile e col tempo riforma il cluster di partenza:

    ${\ce {Ru3(CO)12 + 3CO <=> 3Ru(CO)5}}$

La costante di equilibrio della reazione è 3,3 x $10^{−7}$ mol $dm^{−3}$ a temperatura ambiente. L'instabilità di $Ru(CO)_5$ contrasta con la robustezza del corrispondente $Fe(CO)_5.$

$Ru_3(CO)_{12}$ possiede una chimica ricchissima dove il nucleo centrale trinucleare di rutenio rimane intatto e vengono sostituiti più leganti CO. Per riscaldamento in presenza di fosfine, fosfiti o altre basi di Lewis L si ottengono così prodotti tipo $Ru_3(CO)_9L_3$ e $Ru_3(CO)_{10}L_2.$ Queste reazioni sono spesso accompagnate anche dalla formazione di complessi mononucleari come $Ru(CO)_3L_2.$

A partire da $Ru_3(CO)_{12}$ si possono ottenere inoltre numerosissime specie a varia nuclearità. Alcuni esempi sono:

* l'idruro anionico $[HRu_3(CO)_{11}]^−,$ studiato come catalizzatore di idroformilazione
* specie ad alta nuclearità come $H_2Ru_4(CO)_{13}$ e $H_2Ru_6(CO)_{18}$
* il cluster tetraedrico $Ru_4(μ-H)_4(CO)_{12}$ contenente 4 idruri a ponte
* derivati fluorurati come $Ru(CO)_3F_3$ e $[Ru(CO)_3F_2]_4$
* cluster contenenti leganti carburo interstiziali, sia neutri come $Ru_5C(CO)_{15}$ e $Ru_6C(CO)_{17},$ sia anionici come $[Ru_{10}C(CO)_{24}]^{2−}$ e $[HRu_{10}C(CO)_{24}]^−$
